《电工电子技术基础》电子教案_第5章___异步电动机及其控制

主编 曾令琴 制作 曾令琴 2004年 2004年9月第1章 章http://www.77cn.com.cn中国最大的管理资料 库下载

5.1 异步电动机的基础知识 5.2 5.3 5.4 5.5第1章 章

异步电动机的电磁转矩和机械特性 三相异步电动机的控制 常用控制电器 电气控制电路http://www.77cn.com.cn中国最大的管理资料 库下载

5.1 异步电动机的基本知识1. 三相异步电动机的结构 鼠笼式 三相异步电动机 绕线式端盖 定子

定子

转子风叶

定子铁芯 定子绕组 机座 转子铁芯 转子绕组 转轴

风罩

转子

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问题与讨论

鼠笼型电动机的定 鼠笼型电动机的定 子各部分结构和作 用如何？ 用如何？

鼠笼型异步机转 鼠笼型异步机转 子各部分的结构 和作用是什么？ 和作用是什么？

定子铁芯是由0.5mm厚的 定子铁芯是由 厚的 压制成， 硅钢片叠 压制成，在其内 圆冲有分布的槽。 圆冲有分布的槽。 定子铁芯的作用 作用： 定子铁芯的作用：一是槽 内可用来嵌放定子绕组 嵌放定子绕组； 内可用来嵌放定子绕组； 二是定子铁芯构成电动机 二是定子铁芯构成电动机 磁路的一部分。 磁路的一部分。 定子绕组是由铜导线绕制而成。 定子绕组是由铜导线绕制而成。 构成电动机电路的一部分 电动机电路的一部分。 构成电动机电路的一部分。 机座是电动机的支架 支架， 机座是电动机的支架，一般用铸 铁或铸钢制成。 铁或铸钢制成。转子铁芯冲片

转子铁芯是也是由 0.5mm厚的硅钢片 厚的硅钢片 厚的 压制成， 叠 压制成，在其外 圆冲有分布的槽。 圆冲有分布的槽。 转子铁芯可嵌放转 子绕组， 子绕组，构成电机 磁路的另一部分。 磁路的另一部分。

笼形转子绕组

铸铝笼形转子

转子绕组大部分是浇铸铝笼型， 转子绕组大部分是浇铸铝笼型，大功率也有 铜条制成的笼型转子导体， 铜条制成的笼型转子导体，构成电机电路的 一部分。由转轴输出机械能。 一部分。由转轴输出机械能。

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转差率 S 的概念： 的概念：转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。即： 转差率为旋转磁场的同步转速和电动机转速之差。

n1 n × 100 % s= n 1 电动机起动瞬间: 电动机起动瞬间: n 转子最大转速: 转子最大转速: 电动机运行之中: 电动机运行之中: 转差率最大 最大) = 0, s = 1(转差率最大) 转差率最小 最小) n ≈ n1 , s ≈ 0 (转差率最小)

0 < n < n1 , s = 1 ~ 9%

显然电动机的转差率随电动机的转速升高而减小。 显然电动机的转差率随电动机的转速升高而减小。http://www.77cn.com.cn中国最大的管理资料 库下载

3. 三相异步电动机的铭牌数据三

相异步电动机 型号 Y132M-4 电压 380V 转速 1440r/min 标准编号 年 月 功率 7.5KW 频率 50Hz 电流 15.4A 接法 Δ 绝缘等级 B 工作方式 连续 工作制 S1 B级绝缘 编号 ××电机厂 Y表示异步机，132(mm)表 表示异步机， 表示异步机 ( ) 示机座中心高度； 代表中机 示机座中心高度；M代表中机 长机座、 短机座 短机座)。 座(L长机座、S短机座)。 长机座 额定功率指的是电动机输出 的机械功率。 的机械功率。 额定电压、 额定电压、电流均指电动机 额定运行情况下的定子线电 线电流的数值。 压、线电流的数值。 额定转速指的是电动机转子 的转速n 的转速 。 三相异步电动机的定子绕组有两种 接法： 形和 形和Δ 接法：Y形和Δ形 。 三相定子绕组由机壳外面的接线盒 引出，左下图为Y接连线图 接连线图； 引出，左下图为 接连线图；右下图为 接连线图。 Δ接连线图。

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例： 三相异步电动机 p=3,电源 1=50Hz,电机额定 ，电源f ,转速n=960r/min。 。 转速 求：转差率s,转子电动势的频率 2 转差率 ，转子电动势的频率f

解：

60 f1 60 × 50 = = 1000 r/ min 同步转速： 同步转速： n1 = p 3

n1 n 1000 960 = = 0.04 转差率： 转差率：s = n1 1000

f 2 = sf1 = 0.04 × 50 = 2Hzhttp://www.77cn.com.cn中国最大的管理资料 库下载

Tst = λSTN ≈ (1.4 ~ 2.2)TN式中λ 称为起动能力 系数)。 起动能力( 式中λS称为起动能力(系数)。

异步电动机的额定转矩公式

TN =

ωN

P2N

P2 N × 10 P2N = = 9550 2πn N nN 603

当常数为9550时 当常数为9550时，P2N的单位是千瓦【KW】; 的单位是千瓦【KW】 若常数为9.55时 的单位用瓦【 若常数为9.55时，P2N的单位用瓦【W】。http://www.77cn.com.cn中国最大的管理资料 库下载

例： 有两台功率都为 PN = 7.5 kW 的三相异步电动机 ， 的三相异步电动机，一台 U N = 380 V 、 n N = 962 r/min , 另一台 U N = 380 V 、

n N = 1450 r/min ,求两台电动机的额定转矩。 求两台电动机的额定转矩。解：第一台： 第一台：PN 7.5 TN = 9550 = 9550× = 74.45 N m nN 962

第二台： 第二台：PN 7.5 TN = 9550 = 9550× = 49.4 N m nN 1450

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5.3 三相异步电动机的控制5.3.1 三相异步电动机的起动 三相异步电动机的起动 1.直接起动 . 直接起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接 直接起动是利用闸刀开关或接触器将电动机直接接 到额定电压上的起动方式 又叫全压起动 的起动方式， 全压起动。 到额定电压上的起动方式，又叫全压起动。 优点：起动简单。 优点：起动简单。 缺点：起动电流较大，将使线路电压下降， 缺点：起动电流较大，将使线路电压下降，影响

负 载正常工作。 载正常工作。

适用范围： 适用范围：电动机容量在10kW以下，并且小于供电变压器容量的20% 电动机容量在10kW以下，并且小于供电变压器容量的20% 以下http://www.77cn.com.cn中国最大的管理资料 库下载

2.降压起动Y- 降压起动： 起动时定子绕组连成星形，通电后电动机运转， 降压起动： 起动时定子绕组连成星形，通电后电动机运转，当转速升高到接近额定转速时再换接成三角形。 当转速升高到接近额定转速时再换接成三角形。 正常运行时定子绕组为三角形连接， 正常运行时定子绕组为三角形连接，且 适用范围： 适用范围：L1 L2 L3 QS1 FU

每相绕组都有两个引出端子的电动机。 每相绕组都有两个引出端子的电动机。

优点： 起动电流为全压起动时的 /3。 优点： 起动电流为全压起动时的1/ 。 缺点： 起动转矩均为全压起动时的1/3。 缺点： 起动转矩均为全压起动时的1/3。

U1 V W11

U1 W1 V1 U2 V2 W2

Δ运行时，首尾相接构成闭环 运行时，

QS2 Y起动时，绕组尾端连成一点 起动时， 起动时

W2 V2 U 2

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Y- 起动应注意的问题： 起动应注意的问题：(1)仅适用于正常接法为三角形接法的电机。 )仅适用于正常接法为三角形接法的电机。 (2) Y- 起动 st↓时Tst↓ ) - 起动I 时( T st ∝ U2 1

)。

所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合。 所以降压起动适合于空载或轻载起动的场合。

正常 运行

UPC

A Z A Y B X

UP'

Z X Y C

起 B 动

1 ′ UP = UP 3

T stY

1 = T St 3

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